Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи
В роботі розглянуто і вирішено науково-прикладні питання вибору робочого діапазону теплоутилізаційної енергоустановки (ТУЕУ), розроблення способів підвищення ефективності роботи установки на змінних режимах і при зміні атмосферних умов. Вдосконалено методику і програму термодинамічного і теплового р...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142192 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи / Р.В. Сергієнко // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 4. — С. 80-87. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859651401116811264 |
|---|---|
| author | Сергієнко, Р.В. |
| author_facet | Сергієнко, Р.В. |
| citation_txt | Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи / Р.В. Сергієнко // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 4. — С. 80-87. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | В роботі розглянуто і вирішено науково-прикладні питання вибору робочого діапазону теплоутилізаційної енергоустановки (ТУЕУ), розроблення способів підвищення ефективності роботи установки на змінних режимах і при зміні атмосферних умов. Вдосконалено методику і програму термодинамічного і теплового розрахунку ТУЕУ в умовах обмеженої потужності джерела теплоти за обраним тепловим перепадом.
В работе рассмотрены и решены научно-прикладные вопросы выбора рабочего диапазона теплоутилизационной энергоустановки, разработки способов повышения эффективности работы установки на переменных режимах и при изменении атмосферных условий. Усовершенствована методика термодинамического и теплового расчета ТУЕУ в условиях ограниченной мощности источника теплоты по выбранному перепаду.
Important scientific and applied issues of selecting the operating range of heat utilized power plant (HUPP), development of ways to increase the efficiency of the plant under variable modes and changing atmospheric conditions are discussed and solved in the paper. Methods and program of thermodynamic and thermal calculation of HUPP in conditions of limited power heat source for the selected thermal difference are improved.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:34:24Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №480
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
УДК 621.438
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТЕПЛОУТИЛІЗАЦІЙНИХ ЕНЕРГОУСТАНОВОК
НА НИЗЬКОКИПЛЯЧИХ РОБОЧИХ ТІЛАХ НА ЗМІННИХ РЕЖИМАХ ЇХ РОБОТИ
Сергієнко Р.В.
Інститут технічної теплофізики НАН України, вул. Желябова, 2, а, Київ, 03680, Україна
В роботі розглянуто і вирішено
науково-прикладні питання ви-
бору робочого діапазону тепло-
утилізаційної енергоустановки
(ТУЕУ), розроблення способів
підвищення ефективності робо-
ти установки на змінних режи-
мах і при зміні атмосферних умов.
Вдосконалено методику і програму
термодинамічного і теплового роз-
рахунку ТУЕУ в умовах обмеженої
потужності джерела теплоти за об-
раним тепловим перепадом.
В работе рассмотрены и реше-
ны научно-прикладные вопросы
выбора рабочего диапазона тепло-
утилизационной энергоустановки,
разработки способов повышения
эффективности работы установки
на переменных режимах и при из-
менении атмосферных условий.
Усовершенствована методика тер-
модинамического и теплового рас-
чета ТУЕУ в условиях ограничен-
ной мощности источника теплоты
по выбранному перепаду.
Important scientific and applied
issues of selecting the operating range
of heat utilized power plant (HUPP),
development of ways to increase the
efficiency of the plant under variable
modes and changing atmospheric
conditions are discussed and solved
in the paper. Methods and program
of thermodynamic and thermal
calculation of HUPP in conditions
of limited power heat source for
the selected thermal difference are
improved.
Библ. 7, рис. 4.
Ключові слова: теплоутилізаційна енергоустановка, газотурбінна установка, утилізація теплоти,
термодинамічний цикл, низькокипляче робоче тіло.
Вступ
Значний тепловий потенціал, що міститься
у вихлопних газах газотурбінних установок
(ГТУ), є ідеальною основою для використання
ГТУ в енергетичних цілях, що підтверджують
численні випадки проектування та експлуатації
нових парогазових установок (ПГУ) в корис-
них для електроенергетики цілях. На сьогодні
певний обґрунтований інтерес становить
використання парових турбін, де як робоче
тіло використовуються органічні теплоносії з
низькою температурою кипіння і низькою
теплотою пароутворення. В той час як
температурні межі водяних ПГУ починаються з
350…400 оС, органічні рідини здатні відбирати
тепловий потенціал від джерела скидної тепло-
ти від 60 оС. Застосування НРТ дає можливість
використання скидної теплоти для виробництва
механічної чи електричної енергії, що відкриває
широкі перспективи у використанні таких
циклів на ТЕС, ТЕЦ та у промисловості. Вико-
ристання технологій енергетичної утилізації
скидної теплоти з використанням низькоки-
плячих робочих тіл (НРТ) хоча і має меншу
термодинамічну ефективність, проте володіючи
певними технологічними перевагами, дозволяє
отримати в ТУЕУ на базі ГТУ значну елек-
тричну або механічну потужність, разом з тим
зменшуючи теплове забруднення атмосфери
і поглинаючи при цьому шуми вихлопу ГТУ.
Застосування НРТ має ще й експлуатаційні пере-
ваги, серед яких – технологічна відсутність води
та повна автоматизація процесу. Досвід інших
країн підтверджує перспективність використан-
ня ТУЕУ на ГТС та можливість їх застосуван-
ня у промисловій теплоенергетиці [1-4]. Слід
відзначити, що першим у розвитку і популяризації
використання ТУЕУ на НРТ в Україні та країнах
СНД був Інститут технічної теплофізики НАН
України, згодом Московський енергетичний
інститут, що працював над проектами установок
для ТЕС і ТЕЦ.
Проте приводна ГТУ компресорної станції
є складною установкою, на режим роботи
якої впливають перш за все витрата газу, що
компримується нагнітачем, і температура навко-
лишнього середовища. Внаслідок нестаціонарної
витрати газу в МГ потужність ГТУ також не є
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №4 81
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
стаціонарною. Через вплив цих факторів ГТУ
працює на постійно змінних режимах роботи.
При зменшенні її потужності зменшується як
температура, так і витрата продуктів згоряння,
що є тепловим джерелом для котла-утилізатора,
внаслідок чого зменшується теплова потужність
низькокиплячого контуру і, відповідно, вироб-
лення електроенергії в ТУЕУ.
Метою даної роботи є дослідження робочих
характеристик ТУЕУ в умовах експлуатації на
змінних режимах роботи базової ГТУ, вдоско-
налення підходів і методів розрахунку ТУЕУ на
НРТ та розробка способів і схем обладнання для
підвищення ефективності роботи установок на
цих режимах.
Враховуючи пріоритетність вимог ГТС до
енергетичного обладнання – надійність, пов’язана
з простотою конструкції і експлуатації, безпека
роботи і лише аж потім економіка, а також те, що
на КС ГТС можливості реалізації електроенергії
і теплоти, які виробляються додатково, як пра-
вило, обмежені і знаходяться практично на рівні
власних потреб КС, перспективніше виглядають
однокаскадні ТУЕУ.
Існують різноманітні підходи до вибору
початкової температури силового циклу Ренкіна
на НРТ. З міркувань безпеки роботи установки,
а саме пожежовибухобезпечності, нами обрано
температури дещо нижчі за температуру само-
запалення робочих тіл, що дозволяє уникнути
запалювання в К-У при виникненні витоку в
ньому.
Обмеження використання безводних
технологій зумовлено високими температурами
вихлопних газів ГТУ, адже значним недоліком
такої установки є вибухонебезпечність робочих
тіл. Наприклад, для пентану температура само-
займання становить 281 оС, а температури вих-
лопних газів ГТУ простого циклу знаходяться
в діапазоні 450…550 оС залежно від типу ГТУ.
Для того, щоб температура НРТ не перевищу-
вала температуру стабільного існування речо-
вини, пропонується попереднє охолодження
відпрацьованих газів після газової турбіни за
рахунок підмішування атмосферного повітря,
що дасть можливість реалізувати робочий цикл
ТУЕУ та розширити діапазон роботи низько-
киплячого контуру (рис. 1).
Рис. 1. Принципова теплова схема одноконтурної ТУЕУ на НРТ:
Т – турбіна, Г – генератор, К – повітряний конденсатор, Н – насос, В – випарник НРТ,
З – змішувач повітря з газами, П – повітряний вентилятор, ГПС – газоповітряна суміш.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №482
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Проектування ГТУ здійснюється за наступ-
них умов: атмосферного тиску ратм = 101,3 кПа,
температури повітря tпов = + 15 оС. Але темпера-
тура навколишнього середовища протягом року
експлуатації змінюється в широкому діапазоні, а
однією з особливостей ГТУ є значна чуттєвість
її характеристик до змін параметрів зовнішнього
повітря. Так, збільшення температури навколиш-
нього середовища на 10 оС призводить до падіння
потужності ГТУ на 8…9 %, при цьому ККД
установки зменшується в абсолютних величинах
на 0,825…1,025 %.
Постає задача забезпечення таких робо-
чих температур гарячого теплоносія, які були б
нижче за температуру самозаймання НРТ,
зберігаючи при цьому рівень та стабільність
їх питомої роботи в установці близьким до
максимального [5, 6]. Також слід враховувати
залежність параметрів самої енергоустановки від
зовнішніх умов та її навантаження (рис. 2).
а) відносна залежність температури
вихлопних газів та їх витрати від потуж-
ності ГТУ: ♦ – витрата вихлопних газів;
■ – їх температура;
б) відносна залежність потужності ГТУ від
температури повітря на вході у компресор
(при tзовн = 15 оС).
Рис. 2. Вплив температури і режиму роботи ГТУ на її характеристики.
Підмішування повітря дозволить знач-
но збільшити витрати гарячого теплоносія,
що підвищить ефективність роботи ТУЕУ.
Регулюючи витрати повітря, можна автоматич-
но підтримувати температуру теплоносія, що
поступає в утилізаційну установку, на потрібному
рівні і забезпечити таким чином ефективну і
безаварійну роботу установки.
Для підтримання номінальної потужності
ТУЕУ необхідно стабілізувати початкову тем-
пературу суміші вихлопних газів і повітря.
Залежно від умов експлуатації ПГУ можуть
працювати в широкому діапазоні навантажень:
середнє навантаження на ГПА протягом року
становить 0,7…0,9 номінального, а кількість
газу, що перекачується, практично не змінюється
сезонно. В той же час добові навантаження
на ГТС змінюються на 10…15 %, коефіцієнт
нерівномірності навантаження (відношення
дійсної потужності до проектної) становить 0,95.
Режими часткових навантажень виникають че-
рез зміну потужності, що виробляє ГТУ. Адже
при роботі ГТУ зі змінною частотою обертів, що
характерно установкам для приводу нагнітача,
режим роботи ГТУ визначається характеристи-
кою споживача потужності.
З температурою на виході та витратою вих-
лопних газів ГТУ безпосередньо пов’язана
ефективність використання паросилового циклу
в ТУЕУ. При роботі ГТУ на часткових режимах
відбувається загальне зниження параметрів та
характеристик двигуна, що значно впливає на
ефективність реалізації циклу Ренкіна на НРТ,
тому постає задача отримання його найбільш
прийнятних ККД і питомої роботи. Також варто
з’ясувати, як впливає температура зовнішнього
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №4 83
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
повітря на характеристики пентанової турбіни,
дослідити вплив витрат повітря і вихлопних газів
та температури суміші на роботу низькокипля-
чого контуру. Спрощено зображені у відносному
вигляді характеристики на рис. 2 є близькими для
всього ряду потужностей ГТУ. Тобто основни-
ми факторами, які впливають на роботу ТУЕУ, є
режим роботи ГТУ та параметри зовнішнього
середовища [5, 6].
Поставлене завдання вирішується тим, що
у комбіновану енергетичну установку додат-
ково встановлюються дві незалежні одна від
одної системи: оснащений системою частотного
регулювання вентилятор повітря, що зв’язаний з
системою регулювання ГТУ, і регулятор витрати
компримованого газу для підігрівача конденсату,
також зв’язаний з системою регулювання ГТУ.
Змішувач вихлопних газів з повітрям мож-
на розглядати як своєрідний теплоперетворю-
вач, роль якого полягає у збереженні загального
теплового потенціалу гарячого теплоносія
(вихлопних газів) та переведенні цього потенціалу
в еквівалентний більш низький потенціал менш
нагрітого теплоносія – суміші вихлопних газів з
повітрям.
Низькокиплячий контур замкнений, витра-
та пентану є сталою, а оскільки теплоємності
НРТ і вихлопних газів для даних рівнів темпе-
ратур відрізняються на 4…5 %, то для вироблен-
ня енергії можна було б використовувати лише
половину теплового потенціалу вихлопних газів.
Звичайно, можна було б поставити ще одну таку
ТУЕУ або збільшити потужність даної вдвічі,
але при цьому порушується умова, при якій
температура суміші не може перевищувати тем-
пературу самозапалення НРТ (рис. 3).
Рис. 3. Схема комплексної ТУЕУ на базі ГТУ простого циклу:
1 – ГТУ; 2 – нагнітач природного газу; 3 – змішувач продуктів згоряння ГТУ з повітрям;
4 – вентилятор повітря з частотною системою регулювання; 5 – котел-утилізатор;
6 – турбогенератор; 7 – конденсатор; 8 – конденсатний насос; 9 – підігрівач конденсату;
10 – регулятор витрати компримованого газу.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №484
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Запропонована для ГТС комбінована енер-
гетична установка працює наступним чи-
ном: ГТУ (1) виробляє механічну енергію, яка
використовується для приводу нагнітача газу (2).
Продукти згоряння газової турбіни спрямову-
ють до змішувача (3) з повітрям, яке подається
вентилятором з частотною системою регулю-
вання (4) для зменшення температури продуктів
згоряння до пожежобезпечного рівня. Систему
подачі повітря зв’язано з системою регулюван-
ня ГТУ. Одержана суміш як нагрівальний агент
поступає до котла-утилізатора (5). Далі пара
поступає у турбогенератор (6) для вироблення
електроенергії. Відпрацьована пара з турбіни
поступає в конденсатор (7), а конденсат спрямо-
вують в підігрівач (9), куди як нагрівальний агент
поступає відібраний компримований газ.
Підігрітий конденсат спрямовують в котел-
утилізатор, а охолоджений компримований газ,
змішуючи з основним потоком, спрямовують у
магістральний газопровід. Це знижує температу-
ру газу, що перекачується, та підвищує пропуск-
ну здатність газопроводу.
Зв’язок автономних вентилятора повітря і
регулятора витрат компримованого газу чисто
тепловий. Зв’язаний зі змішувачем вентиля-
тор повітря з частотною системою регулювання
та регулятор витрати стисненого газу для піді-
грівача конденсату є необхідними для стабілізації
максимальної циклової температури НРТ залеж-
но від температури та витрати продуктів згорян-
ня з ГТУ, перший – шляхом регулювання подачі
в змішувач охолоджуючого повітря, другий –
шляхом регулювання подачі в підігрівач кон-
денсату компримованого газу після нагнітача.
Робота встановлених змішувача і підігрівача кон-
денсату корелюється.
Комплексна ТУЕУ відрізняється від
простої енергоустановки наявністю в контурі
теплообмінника для утилізації теплоти стис-
неного газу. При заданих витратах природного
газу на КС і сталій витраті НРТ охолодження
природного газу може збільшити продуктивність
газоперекачування на понад 5 %.
Пріоритетне значення і перспективність вико-
ристання такої системи регулювання параметрів
ТУЕУ підтверджено патентом на корисну модель
[7].
В роботі проведено повний тепловий
розрахунок параметрів утилізаційної установ-
ки на пентані ТУЕУ з регульованим і нере-
гульованим підмішуванням повітря. Робо-
ча температура 483 К. Як ГТУ обрано ДН-70,
що використовується на ГТС України (NГТУ =
= 10 МВт; Gвг = 34,9 кг/с; tвг = 768 К).
Варто зауважити, що обравши робочу темпе-
ратуру низькокиплячого контуру на рівні 210 оС,
розрахунки проводилися лише для виробництва
електроенергії на забезпечення власних потреб
однієї КС, тому тепловий скидний потенціал
приводних ГТУ використано не повністю.
Впровадження описаної установки дозволить
значно скоротити або і взагалі відмовитись від
споживання дорогої електроенергії з мережі на
власні потреби КС та для систем охолоджен-
ня компримованого газу, що значно підвищує
рентабельність газоперекачування.
При умовах роботи ГТУ на часткових режи-
мах потужність пентанової турбіни зменшується
на 24,5 % (при зменшенні потужності базової
ГТУ з номінальної до 0,8 номінального значен-
ня). При режимі нижче за 0,8 номінального,
і при сталій витраті повітря через змішувач
реалізація циклу Ренкіна стає неможливою, адже
не виконується раніше закладена умова, за якою
різниця між гарячим середовищем та середови-
щем, що нагрівається, становить не менше зада-
ного (8 К).
При регульованій подачі повітря тенденція
зменшення потужності пентанової турбіни
при умовах роботи ГТУ на часткових режимах
зберігається. При зменшенні потужності базової
ГТУ з номінальної до 0,6 номінального режи-
му потужність пентанової турбіни зменшується
на 37,7 %. Порівняно з варіантом за відсутності
регулятора, витримування температури суміші
на вході в К-У сталою дає до 8 % приросту
потужності турбіни. Тобто динаміка відносного
падіння потужності турбіни низькокиплячо-
го контуру при витримуванні максимально
можливої температури на вході в К-У мен-
ша, ніж при відсутності системи регулювання
подачі повітря. Не менш важливим є те,
що стабілізація температури розширює
експлуатаційний діапазон роботи пентанової
турбіни, де виконується закладена умова, вдвічі.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №4 85
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Відносна частка ефективної електричної
потужності ТУЕУ за рахунок використання
теплоти компримованого газу в діапазоні
температур пентану на виході з теплообмінника
50…60 оС становить від 10,9 до 15,5 %. Зміна
режиму роботи базової ГТУ не впливатиме на
частку приросту потужності низькокиплячого
контуру, бо завдяки зв’язку із системою автома-
тичного управління ГТУ характеристики НРТ
співвідносяться – з падінням потужності по-
дача компримованого газу збільшуватиметься,
а кількість переданої пентану теплоти не
змінюватиметься.
Причиною зміни роботи і потужності турбіни
на НРТ може бути не лише зміна потужності
базової ГТУ, а й зміна зовнішніх умов. Було
досліджено роботу ТУЕУ при зміні темпера-
тури зовнішнього повітря від -20 до +25 оС
(температура суміші газів та повітря tсм = 483
К). Дослідження впливу зміни температури на-
вколишнього середовища на роботу ТУЕУ
проводилося згідно розроблених методики і
алгоритму при зміні температури навколиш-
нього середовища.
На рисунку 4 представлено залежність
відносної потужності пентанової турбіни від
потужності базової ГТУ в діапазоні темпера-
тур повітря від -20 до +25 оС. За базову для
порівняння взято потужність пентанової турбіни
на номінальному режимі при нормальних умовах.
Рис. 4. Залежність відносної потужності пентанової турбіни від потужності ГТУ:
——— з регулюванням температури суміші повітря і вихлопних газів;
– – – – без регулювання початкової температури.
Результати розрахунків показують що,
температура навколишнього середовища прямо
пропорційно впливає на параметри пентанової
турбіни: з її збільшенням зростає потужність
турбіни. Порівняно з випадком за відсутності
стабілізації температури використання регуля-
тора подачі повітря при зміні режиму роботи
ГТУ від 0,8 номінального до номінального дає
приріст потужності турбіни на пентані до 8 %. За
відсутності регулятора (Gпов = const) при режимах
від 0,6 до 0,8 номінального реалізація низько-
киплячого циклу Ренкіна взагалі неможлива,
адже не зберігається закладений в початковій
умові температурний напір в К-У, внаслідок
чого не відбуватиметься генерація пари. Тому
при зміні температури повітря впровадження
вентилятора повітря, який оснащено системою
частотного регулювання, дозволить майже вдвічі
розширити експлуатаційний діапазон роботи
пентанового контуру.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №486
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Про значний вплив регульованого змішувача
вихлопних газів і повітря свідчить те, що
залежності Nпен = f(tзовн) і Nгту = f(tзовн) є проти-
лежними, а зростання температури навколиш-
нього середовища і пов’язане з цим збільшення
потужності пентанової турбіни певним чином
компенсує втрати потужності базової ГТУ при
зростанні зовнішньої температури.
ВИСНОВКИ
1. Встановлення комплексної системи ре-
гулювання роботи ТУЕУ покращує характе-
ристики утилізаційної установки при змінних
режимах роботи ГТУ. При зменшенні потужності
базової ГТУ вдвічі встановлення системи
регулювання робить можливим функціонування
низькокиплячого контуру при змінній
температурі зовнішнього повітря в діапазоні
від -20 до +25 оС, характерному для наших широт.
2. Використання запропонованої комплекс-
ної системи регулювання початкової температу-
ри на вході в турбіну, враховуючи змінні режи-
ми роботи ГТУ та зміну зовнішньої температури,
дає відносний приріст потужності пентанової
турбіни на 3…8 %. Її встановлення вдвічі
розширює робочий діапазон початкових
параметрів робочого тіла та ефективність вико-
ристання скидної теплоти.
3. Зміна температури повітря суттєво
впливає на потужність ГТУ, що відображається
на роботі енергоустановки. При роботі ГТУ
на сталому режимі потужність пентанової
турбіни зі збільшенням зовнішньої температури
зростає на 13…14 %.
4. Додаткове встановлення в низькокиплячо-
му контурі підігрівача пентану компримованим
газом дає приріст потужності, що виробляється
ТУЕУ. Відносна частка ефективної потужності
ТУЕУ збільшиться на 10,9…15,5 % залежно
від температури НРТ на виході з тепло-
обмінника. Встановлення підігрівача компри-
мованим газом дозволить підвищити продук-
тивність газоперекачування на понад 5 %,
збільшуючи електричну потужність ТУЕУ на
9 % для ГТУ простого циклу і до 17 % для
ГТУ регенеративного циклу.
ЛІТЕРАТУРА
1. Leibowitz H., Schochet D.N., Generating
Electric Power From Compressor Station Resudual
Heat // Pipeline and Gas Journal. – 2001. – № 11. –
РР. 24-26.
2. Билека Б.Д. Теплоутилизирующие энер-
гетические и энергохолодильные установки для
компрессорных станций магистральных газопро-
водов / Б.Д. Билека, Р.В. Сергиенко // Восточно-
Европейский журнал передовых технологий. –
2010. – № 3/2 (45). – С. 32-35.
3. Билека Б.Д. Особенности выбора началь-
ных параметров безводного цикла Ренкина для
энергетических установок, утилизирующих
сбросную теплоту приводних газотурбинных
установок компрессорных станций / Б.Д. Билека,
В.Я. Кабков, Р.В. Сергиенко // Вестник двигате-
лестроения. – 2011. – № 2(25)/2011. – С. 138-141.
4. Сергиенко Р.В. Пути повышения эффектив-
ности рабочего цикла энергетических теплоути-
лизирующих установок с низкокипящими рабо-
чими телами / Р.В. Сергиенко, Б.Д. Билека, В.Я.
Кабков // Авиационно-космическая техника и
технология. – 2012. – Вып. 8(95). – С. 38-42.
5. Радченко Н.И. Анализ эффективности ох-
лаждения воздуха на входе газотурбинных дви-
гателей в жарких климатических условиях / Н.И.
Радченко, Рами Єльгерби, Рамзи Єльгерби //
Газотурбинные технологии: Рыбинск, Россия. –
2013. – № 4 (115). – С. 34–39.
6. Радченко Н.И. Энергоресурсосберегающая
внутрицикловая тригенерация в газотурбинных
установках компрессорных станций / Р.Н. Рад-
ченко, Н.И. Радченко // Авиационно-космическая
техника и технология. – 2011. – № 10(87). – С.
98–103.
7. Патент України на корисну модель №
78347 // Комбінована енергетична установка
для газотранспортної системи // Б.Д. Білека, Р.В.
Сергієнко, заявник та власник Інститут технічної
теплофізики НАН України - № u 201212143, за-
явл. 22.10.12, опубл. 11.03.13, Бюл. № 5.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №4 87
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
IMPROVING THE EFFICIENCY OF HEAT
UTILIZED POWER PLANTS WITH LOW
BOILING WORKING BODIES UNDER
REGIMES CHANGE
R.Serhiienko
The Institute of Engineering Thermophysics
of National Academy of Sciences of Ukraine,
vul. Zhelyabova, 2a, Kyiv, 03680, Ukraine.
Important scientific and applied issues of selecting the
operating range of heat utilized power plant (HUPP),
development of ways to increase the efficiency
of the plant under variable modes and changing
atmospheric conditions are discussed and solved in
the paper. Methods and program of thermodynamic
and thermal calculation of HUPP in conditions of
limited power heat source for the selected thermal
difference are improved. A fundamentally new
scheme of the combined power plant for the gas
transmission system with controlled mixing of air,
which allows to take into account the variable modes
of the gas turbine plant under unstable temperature
conditions of its operation is proposed.
References 7, figures 4.
Key words: heat recovery unit, gas turbine
plant, waste heat recovery, thermodynamic cycle,
low-boiling working body.
1. Leibowitz H., Schochet D.N. Generating
Electric Power From Compressor Station Resudual
Heat // Pipeline and Gas Journal. – 2001. – № 11. –
Р. 24–26.
2. B.Bileka. Heat utilized and refrigerating power
pants for the compressor stations of gas pipeline /
B.Bileka, R.Serhiienko // Eastern-European Journal
of Eenterprise Technologies. – 2010. – № 3/2 (45).
– С. 32–35.
3. B.Bileka. Features of choice of initial parameters
for waterless Rankine cycle power plants utilizing
waste heat of the drive gas turbines of compressor
stations / B.Bileka, V.Kabkov, R.Serhiienko // Herald
of aeroenginebuilding. – 2011. – № 2(25)/2011. –
С. 138–141.
4. R.Serhiienko. Ways to improve the efficiency
of the working cycle of heat utilized power plants
with low-boiling working bodies / R.Serhiienko,
B.Bileka, V.Kabkov // Aerospace technic and
technology – 2012. – Вып. 8(95). – С. 38-42.
5. N.Radchenko. Analysis of cooling air
efficiency at the inlet of gas turbine engines in hot
climates / N.Radchenko, R.Elgebri // Gas Turbo
Technology. – 2013. – № 4 (115). – С. 34–39.
6. N.Radchenko. Energy resource saving
intracyclic trigeneration at gas turbine compressor
stations / N.Radchenko, R.Radchenko // Aerospace
technic and technology. – 2011. – № 10(87). –
С. 98–103.
7. Patent of Ukraine for utility model № 78347
// Combined power plant for the gas transportation
system // B.Bileka, R.Serhiienko / The Institute
of Engineering Thermophysics. № u 201212143,
11.03.13, B. № 5.
Получено10.06.2015
Received 10.06.2015
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142192 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:34:24Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Сергієнко, Р.В. 2018-09-30T07:50:05Z 2018-09-30T07:50:05Z 2015 Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи / Р.В. Сергієнко // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 4. — С. 80-87. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 0204-3602 DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.4.2015.09 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142192 621.438 В роботі розглянуто і вирішено науково-прикладні питання вибору робочого діапазону теплоутилізаційної енергоустановки (ТУЕУ), розроблення способів підвищення ефективності роботи установки на змінних режимах і при зміні атмосферних умов. Вдосконалено методику і програму термодинамічного і теплового розрахунку ТУЕУ в умовах обмеженої потужності джерела теплоти за обраним тепловим перепадом. В работе рассмотрены и решены научно-прикладные вопросы выбора рабочего диапазона теплоутилизационной энергоустановки, разработки способов повышения эффективности работы установки на переменных режимах и при изменении атмосферных условий. Усовершенствована методика термодинамического и теплового расчета ТУЕУ в условиях ограниченной мощности источника теплоты по выбранному перепаду. Important scientific and applied issues of selecting the operating range of heat utilized power plant (HUPP), development of ways to increase the efficiency of the plant under variable modes and changing atmospheric conditions are discussed and solved in the paper. Methods and program of thermodynamic and thermal calculation of HUPP in conditions of limited power heat source for the selected thermal difference are improved. uk Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Энергосбережение Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи Improving the efficiency of heat utilized power plants with low boiling working bodies under regimes change Article published earlier |
| spellingShingle | Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи Сергієнко, Р.В. Энергосбережение |
| title | Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи |
| title_alt | Improving the efficiency of heat utilized power plants with low boiling working bodies under regimes change |
| title_full | Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи |
| title_fullStr | Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи |
| title_full_unstemmed | Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи |
| title_short | Підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи |
| title_sort | підвищення ефективності теплоутилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах на змінних режимах їх роботи |
| topic | Энергосбережение |
| topic_facet | Энергосбережение |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142192 |
| work_keys_str_mv | AT sergíênkorv pídviŝennâefektivnostíteploutilízacíinihenergoustanovoknanizʹkokiplâčihrobočihtílahnazmínnihrežimahíhroboti AT sergíênkorv improvingtheefficiencyofheatutilizedpowerplantswithlowboilingworkingbodiesunderregimeschange |